Nieuwe simulatietool voor optimaal CO 2 -doseren Gebruik elke kilogram alsof het de laatste is!

Transcriptie

1 Nieuwe simulatietool voor optimaal CO 2 -doseren Gebruik elke kilogram alsof het de laatste is! Op lichtrijke dagen moet in de kas zoveel mogelijk van het fotosynthesepotentieel geprofiteerd worden. De CO 2 -dosering is daarbij een belangrijke factor die strategisch ingezet moet worden. Wageningen UR Glastuinbouw heeft in opdracht van de gewascommissie Paprika een simulatietool voor het toedienen van CO 2 gemaakt: de CO 2 -viewer. Met dit programma kan de ondernemer zien wat de effecten zijn van de doseerstrategie. Zo kan men beoordelen of het op een bepaalde dag gunstiger is om de CO 2 rond de middag in te zetten, of dat het juist beter s ochtends gegeven kan worden. >> Download hier de simulatietool CO2-viewer Strategisch inzetten van CO 2 Door schone brandstof (aardgas) en goede apparatuur kunnen tuinbouwbedrijven met rookgassen uit ketels en WK-installaties de CO 2 -concentratie van de kaslucht verhogen. Gemiddeld genomen ligt de maximale doseercapaciteit rond de 200 kg per ha per uur, maar omdat de bij deze doseercapaciteit vrijkomende warmte niet allemaal in de buffer kan worden opgeslagen, wordt de dosering vaak geknepen. De bufferruimte bepaalt daarmee de maximale hoeveelheid die per dag gegeven kan worden. Deze begrenzing maakt dat de CO 2 -dosering met rookgassen niet simpelweg s ochtends aangezet en s avonds uitgezet wordt. Als s ochtends de maximum dosering ingezet zou worden, is het CO 2 -budget voor een dag al rond de middag opgesoupeerd. Dit kan natuurlijk niet de bedoeling zijn. Daarom moet de schaarse beschikbare CO 2 strategisch ingezet worden. De meest gangbare instrumenten hiervoor zijn de buffervulcurve en het uitstellen van de start van de doseerperiode. Met de simulatietool CO 2 -viewer kan de ondernemer bekijken wat de effecten zijn van de doseerstrategie op de dagelijkse fotosynthese. Zo kan men beoordelen of het op een bepaalde dag gunstiger is om de CO 2 vooral rond de middag in te zetten, of dat het juist beter s ochtends, bij kleine ventilatiedebieten, gegeven kan worden. Verschuiven van CO 2 -dosering van de ochtend naar de middag is zinvol als de winst van zo n verschoven kilo in de middag groter is dan het verlies in de ochtend. Elke laatste kilo evenveel effect s Ochtends is het nog koel in de kas en staan de ramen vaak maar met een klein kiertje open. Er is dan niet zoveel CO 2 nodig om de concentratie flink te verhogen. Midden op de dag in de zomer is dat heel anders. Zelfs bij een dosering van 200 kg CO 2 per ha per uur komt de concentratie niet veel hoger dan zo n 450 tot 500 ppm. Toch is het niet onverstandig om midden op de dag (veel) CO 2 te geven, want door het hoge lichtaanbod heeft het gewas er zeker profijt van, ondanks het relatief kleine effect op de CO 2 -concentratie.

2 Om de CO 2 goed over de dag te verdelen zou je voor elk moment van de dag moeten weten hoe groot het effect van de CO 2 -dosering op de fotosynthese is. Dit effect wordt bepaald door de combinatie van CO 2 -concentratiestijging, kasluchttemperatuur en lichtaanbod en is niet eenvoudig te berekenen. Met het nieuwe simulatiemodel kan voor ieder uur van de dag het effect van elke laatste kg CO 2 berekend worden, rekening houdend met de buitenomstandigheden, de stook- en ventilatietemperatuur en de doseerstrategie. Als volgens de berekening van het simulatiemodel het effect van de laatste kg op een bepaald tijdstip erg groot is en op een ander moment veel kleiner, dan is het verstandig te kijken of de dosering in de richting van de waardevolle momenten kan worden verschoven. Zo n verschuiving kan door het verleggen van de buffer-vulcurve. Het simulatiemodel laat vervolgens zien hoeveel de fotosynthese hierdoor toeneemt en hoe groot na zo n verschuiving de waarde van elke laatste kg CO 2 is geworden. De beschikbare CO 2 is optimaal ingezet als overal op de dag de waarde van de laatst kg CO 2 ongeveer even groot is. Daarom is die grafiek het belangrijkste plaatje van het overzichtsscherm. Onderstaand is een screendump van de simulatietool afgebeeld.

3 In de getoonde situatie wordt de CO 2 vooral tussen 12:00 en 16:00 uur gegeven. Door de hoge gift in die periode is het effect van elke laatste kg CO 2 in die periode slechts laag (50 gram extra fotosynthese per kg gedoseerde CO 2 ). En dat terwijl rond 7 uur s ochtends een extra kilo CO 2 ruim de dubbele hoeveelheid extra fotosynthese levert. Als in het scherm Instellen buffergebruik de buffervulcurve wordt verlegd, zodat de buffervulling in de ochtend sneller mag oplopen (waardoor de dosering midden op de dag vanzelf wat getemperd wordt), dan blijkt dat de fotosynthese met 2,5% toeneemt. In het grafiekje hiernaast is de verlegging van de vulcurve te zien. Het dunne lijntje is de vorige situatie en de dikke lijn is de nieuwe situatie. Zo begint de doseerperiode op het moment van zonsopkomst. In het hoofdscherm is in het centrale tabelletje te zien dat de totale CO 2 -gift ook nog wat toeneemt (namelijk van 1269 kg/(ha dag) naar 1312 kg/(ha dag)). Dit betekent dat de beschikbare buffercapaciteit (100 m³/ha in dit voorbeeld) ook nog wat efficiënter wordt benut.

4 Dat de nieuwe bufferstrategie beter is blijkt uit de hogere fotosynthese, maar ook uit de dikke lijn in de grafiek die het effect van de laatste kg CO 2 weergeeft; die is veel vlakker geworden in vergelijking met de vorige situatie (de dunne lijn). Zo is ook duidelijk te zien dat er op die dag nauwelijks verdere verbetering mogelijk is (het afvlakken van de piekjes rond 8:00 en 18:00 uur leveren haast niets meer op). Blijkbaar is op deze dag een vrijwel vlak doseerprofiel van ongeveer 90 kg/(ha uur) de verstandigste wijze van CO 2 -doseren (zie grafiek links onder). De licht- en buitentemperatuur-gegevens die bij deze dag horen kunnen bekeken worden door bij het kadertje weerdata (links boven in de hoek) de betreffende dag te dubbelklikken. In dit kadertje kan men ook een andere dag kiezen en zelfs een dag helemaal zelf opstellen (bijvoorbeeld met het weer dat voor morgen wordt verwacht) Zuivere CO 2 -dosering Nadat de gratis rookgas-co 2 optimaal verdeeld is, kan er nog overwogen worden extra CO 2 te geven. Dit kan vastgelegd worden via de knop CO 2 -dosering parameters. In de vorige grafiek m.b.t. het effect van de laatst kg CO 2 waren er nog waardepieken rond 8:00 en 16:00 uur. Dit zijn de eerst aangewezen perioden waar additionele CO 2 gegeven zou kunnen worden. Onderstaande afbeelding geeft weer hoe dit in het veld Extra CO 2 -dosering is toegepast. Als na parameterisatie van de zuivere CO 2 -dosering terug wordt gegaan naar het hoofdscherm, blijkt dat deze additionele CO 2 het meest optimaal is ingezet omdat de grafiek waarin het effect van de laatst kg CO 2 nu (bijna) helemaal vlak loopt.

5 In de Resultaten-tabel kan worden afgelezen dat de 520 kg zuivere CO 2 die additioneel is gegeven de productie met 83 kg per ha per dag laat toenemen (dat is 5.2%). Zoals altijd leidt een hogere CO 2 -concentratie tot een groter verlies, dus de opgenomen fractie van de CO 2 is met de inzet van de additionele CO 2 fors gedaald (van 45% naar 34%). Of de zuivere CO 2 zijn geld heeft opgebracht hangt af van de waarde van die deze 83 kg extra productie opbrengt. Omdat de uitgroeisnelheid van vruchten het grootst is als vruchten ongeveer op de helft van hun totale uitgroeiduur zijn, komen de assimilaten die vandaag worden voortgebracht vooral in de vruchten die over ongeveer 5 weken verkocht worden. De 83 kg extra versproductie van vandaag moet dus worden vermenigvuldigd met de waarde die over 5 weken verwacht wordt. Wanneer de verwachte waarde bijvoorbeeld 0.80 per kg bedraagt en de zuivere CO per kg kost dan is de hier getoonde inzet van zuiver CO 2 rendabel. Immers de meerkosten van de zuiver CO 2 -dosering bedragen 52 en de meeropbrengsten bedragen 66. Andere invloedsfactoren In bovenstaande beschrijving zijn slechts twee aspecten van de CO 2 -dosering besproken. Met de simulatietool kunnen echter nog veel meer zaken bekeken worden. Zo kan de rol van CO 2 uit WKK worden meegenomen, het gebruik van schaduwschermen, de verlegging van de ventilatielijn en de inzet van fogging kunnen worden bestudeerd. Bij al deze berekeningen werkt het programma steeds op dezelfde manier, dat wil zeggen dat er na wijziging van één of meer parameters in het hoofdscherm getoond wordt wat het effect van die wijziging ten opzichte van de vorige situatie is. In samenwerking met Hortimax werkt Wageningen UR Glastuinbouw aan de automatisering van de beschreven werkwijze in de kasklimaatcomputer. Dit programma (de CO 2 -optimizer) zorgt dan automatisch voor het vlaktrekken van het effect van de laatste kg extra CO 2 en berekent tevens of de toevoeging van zuivere CO 2 z n geld opbrengt. Wageningen UR Glastuinbouw glastuinbouw@wur.nl